带有氨基的硅化合物的连续生产方法技术

本发明专利技术涉及从对应的（三有机基甲硅烷基有机基）卤化物和Ｎ－有机基胺或Ｎ，Ｎ－二有机基胺中连续生产（Ｎ－有机基氨基有机基）－三有机基硅烷和（Ｎ，Ｎ－二有机基氨基有机基）三有机基硅烷的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从对应的三有机基甲硅烷基有机基卤化物和N-有机基-或N，N-二有机基胺中连续生产(N-有机基氨基有机基)-和(N，N-二有机基氨基有机基)三有机基硅烷的方法。现有技术公开了生产(N-有机基氨基有机基)-和(N，N-二有机基氨基有机基)三有机基硅烷的各种方法。在迄今为止描述的方法中，在工艺技术和经济方面，发现(卤代有机基)硅烷与对应胺的反应显然是最有利的。在此情况下，有利的是，特别地，通过烷基硅烷的光氯化或对应卤素取代的烯烃到含Si-H的化合物上的氢化硅烷化获得的(氯烷基)硅烷的高可获得性，和发现如作为合成许多有机官能硅烷的中间体的用途。另外，可以在此方法中使用许多易获得的伯胺和仲胺以形成(N-有机基氨基有机基)-和(N，N-二有机基氨基有机基)三有机基硅烷，它能够在非常宽的工艺使用领域中应用，并且产生在现有工业制造装置上变为便宜产物的结果。GB 686,068 A公开了(氨基)-、(N-有机基氨基)-和(N，N-二有机基氨基甲基)或(N，N-二有机基氨基乙基)三有机基硅烷。此外，GB 686,068 A公开了在至少50℃的温度下使对应的(氯甲基)-或(溴甲基)三有机基硅烷与氨、伯胺或仲胺反应以制备所述的(氨基有机基)-、(N-有机基氨基有机基)-和(N，N-二有机基氨基有机基)三有机基团硅烷的方法。通常，根据所用胺化合物的沸点，将(氯甲基)-或(溴甲基)三有机硅烷加入到烧瓶或高压釜中，并加热至100℃以上，优选110-130℃。在相对高沸点胺(如环己胺)的情况下，将混合顺序颠倒和将(氯甲基)-或(溴甲基)三有机基团硅烷加入到加热后的胺中。根据要转化的胺化合物，反应时间是2-8小时。由DE 1812564 A1中描述的方法，通过使(氯甲基)-或(溴甲基)硅烷衍生物与氨或伯胺反应以制备(氨基甲基)硅烷衍生物。在80或100℃的温度下，在3或2小时的时间内进行该反应，在反应开始时使用1∶3.2-6的过量摩尔用量初始完全加入胺。在GB 686068 A和DE 1812564 A1中描述的方法具有几个小时的较长反应时间。然而可达到的收率低，在其它因素中，这些方法产生长反应时间和形成相关副产物的增加的结果(关于这方面，参见以下)。另外，不能以所要求的纯度获得产物且必须在进一步使用其之前采用复杂方式精制。例如，由所述方法获得的产物包含大量离子氯化物或溴化物。这限制它们在没有精制下的工业使用，例如在用于金属表面的密封剂中，极大地促进了由于其它原因形成的腐蚀。特别地，在此产生的含氯化物或含溴化物的杂质是用于合成的胺的盐酸盐或氢溴酸盐或目标化合物的盐酸盐或氢溴酸盐。在上下文中，已经观察到(氨基甲基)硅烷与这样的盐酸盐或氢溴酸盐的混合物可在相对高的温度下，如必须的那样，例如在生产期间和用于目标化合物的蒸馏精制期间，导致目标化合物随着Si-C的键的断裂而产生的不所需的和放热的分解和对应的N-甲基化胺的同时形成。这样形成的N-甲基胺以非常不需要的方式影响着工艺过程。这种结果与氨化合物的碱性有关以直至如下程度随着对应(氨基甲基)硅烷的降低的碱性而有利于这样的分解反应。由于此原因，从安全的观点来看，在此所述的(氨基甲基)硅烷的低卤化物含量是必须的。现有技术公开了降低烷氧基硅烷中卤化物含量的方法，例如基于通过加入碱金属醇盐或碱土金属醇盐而使溶解卤化物沉淀的那些(例如EP 0702017 A1，DE 69306288 T2，DE 19513976 A1)，但在此情况下为了卤化物含量的简单和有效降低，需要超化学计量数量的盐，这是由于化学计量的数量不能达到所需的卤化物的完全除去。迄今为止，所研究的所有(氨基甲基)硅烷在这些条件下都具有对分解反应的不利倾向，如游离醇和强碱的同时存在。能够通过引入氨而能够降低烷氧基硅烷中氯化物含量的替代方法描述于DE 19941283 A1，但在此方法中明确排除了使用(氨基烷基)烷氧基硅烷的可能性。此外，观察到提及的(氨基甲基)硅烷的分解不但在盐酸盐或醇和碱存在下进行，而且特别地，甚至仅仅使用醇就可能足以带来不需要的对应N-甲基胺的形成。这样形成的N-甲基化胺衍生物在反应期间与仍然存在的未甲基化胺竞争以与(卤代甲基)硅烷进行反应并且最终导致不能再次通过蒸馏从目标化合物除去的(N-甲基氨基甲基)硅烷的形成。为避免这个不需要的副反应，必须保证在反应混合物中不存在醇。当硅原子上的至少一个有机基团是烷氧基时，由于可以通过硅烷与胺中存在的水的在先反应而释放醇，因此可以在方法中仅使用低水胺。此外，由于两种组分的放热反应引起的安全原因，DE 1812564 A1中所述的硅烷和胺的完全预混溶液的加热对于工业规模反应是值得关注的。DE 10353063公开了制备(N-有机基氨基有机基)-和(N，N-二有机基氨基有机基)三有机基硅烷的改进方法，其中将初始加入并加热起始硅烷，然后连续加入对应的胺。此外，可以通过已经加入粗混合物的非极性溶剂和已经除去的沉淀盐降低目标化合物中的卤化物含量。低水胺的使用可以防止合成期间醇的释放和因此提及的副产物的形成。令人惊奇地，如需要，可以在工艺期间通过与氨的盐交换从混合物中除去盐酸胺或盐酸(氨基甲基)硅烷，这也防止N-甲基化副产物的形成。尽管本领域技术人员认识到与DE 19941283 A1的教导相反，但还是令人惊奇地可以优选通过向粗产物或分离的最终产物中引入氨而获得无氯化物的(氨基甲基)硅烷。然而，在DE 10353063中描述的改进方法是在间歇操作中进行的和特别地，对于增加空时收率和可达到的产物质量仍然提供优化的可能性。因此，本专利技术的目的是提供一种生产(N-有机基氨基有机基)-和(N，N-二有机基氨基有机基)三有机基硅烷的改进方法，该方法解决了存在于现有技术中的已知问题，特别地，采用短反应时间以高收率和高纯度获得产物。根据已经开发的方法可以令人惊奇地达到该目的，其中使起始硅烷和对应的低水胺在连续操作反应器中采用低停留时间反应。本专利技术提供一种生产通式(1)的N-(有机基氨基有机基)-和(N，N-二有机基氨基有机基)三有机基硅烷的方法R3-nR1nSi-R2-NR3R4(1)其中R是含有1-10个碳原子和可以是饱和或不饱和，支化或未支化，取代或未取代的烃基或烷氧基，R1是含有1-10个碳原子和可以是饱和或不饱和，支化或未支化，取代或未取代的烃基，R2是含有1-10个碳原子和可以是饱和或不饱和，支化或未支化，取代或未取代的烃基，R3，R4每个是氢或含有1-10个碳原子和可以是饱和或不饱和，支化或未支化，取代或未取代的烃基，条件是R3，R4可以相同或不同且任选地彼此键合，在该情况下获得的环也可包含杂原子，X是氯、溴或碘，n等于1、2或3，通过使水含量为0-20000ppm的通式(2)的环状或无环胺与通式(3)的(卤代有机基)硅烷反应以进行该方法H-NR3R4(2)R3-nR1nSi-R2-X (3)其特征在于反应包括如下步骤a)在50-250℃的温度下，向连续操作的反应器中加入通式(3)的(卤代有机基)硅烷和通式(2)的胺，反应器中所用反应物的停留时间是1分钟至120分钟并且以1-100倍的过量用量使用通式(2)的胺，b)任选地，在加入(卤代有机基)硅烷和胺的同时或左右本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产具有通式（１）的Ｎ－（有机基氨基有机基）－和（Ｎ，Ｎ－二有机基氨基有机基）三有机基硅烷的方法：Ｒ↓［３－ｎ］Ｒ↑［１］↓［ｎ］Ｓｉ－Ｒ↑［２］－ＮＲ↑［３］Ｒ↑［４］（１）其中Ｒ是含有１－１０个碳原子和可 以是饱和或不饱和、支化或未支化、取代或未取代的烃基或烷氧基，Ｒ↑［１］是含有１－１０个碳原子和可以是饱和或不饱和、支化或未支化、取代或未取代的烃基，Ｒ↑［２］是含有１－１０个碳原子和可以是饱和或不饱和、支化或未支化、取代或未 取代的烃基，Ｒ↑［３］，Ｒ↑［４］每个是氢或含有１－１０个碳原子和可以是饱和或不饱和、支化或未支化、取代或未取代的烃基，条件是Ｒ↑［３］，Ｒ↑［４］可以相同或不同且任选地彼此键合，在该情况下获得的环也可包含杂原子，Ｘ是氯、溴 或碘，ｎ等于１、２或３，通过使水含量为０至２００００ｐｐｍ的通式（２）的环状或无环胺与通式（３）的（卤代有机基）硅烷反应以进行该方法：Ｈ－ＮＲ↑［３］Ｒ↑［４］（２）、Ｒ↓［３－ｎ］Ｒ↑［１］↓［ｎ］Ｓｉ －Ｒ↑［２］－Ｘ（３），其特征在于该反应包括如下步骤：ａ）在５０－２５０℃的温度下，向连续操作的反应器中加入通式（３）的（卤代有机基）硅烷和通式（２）的胺，反应器中所用反应物的停留时间是１分钟至１２０分钟且以１至１００倍 的过量用量使用通式（２）的胺，ｂ）任选地，在加入（卤代有机基）硅烷和胺的同时或左右，另外加入氮化合物并除去形成的加合物。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T科内克，J劳赫，
申请(专利权)人：瓦克化学有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]